Analisi della situazione / Quadro generale - Allegato al in adempimento dei postulati Noser (12.3580) e del Gruppo liberale radicale (14.3149) ...
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Analisi della situazione / Quadro generale Allegato al rapporto del Consiglio federale in adempimento dei postulati Noser (12.3580) e del Gruppo liberale radicale (14.3149)
Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Compendio
Il postulato Noser (12.3580) incarica il Consiglio federale di sottoporre al Parlamento un rapporto sulle
possibilità di sviluppo nel settore della radiocomunicazione mobile, per chiarire se l'attuale quadro
legale, segnatamente nei settori della pianificazione del territorio e della protezione dell'ambiente,
consenta di realizzare in tempo utile una moderna infrastruttura per la radiocomunicazione mobile.
Nel quadro della presente analisi sono stati approfonditi i fattori che influiscono in misura determinante
sulla realizzazione delle reti di radiocomunicazione mobile in Svizzera, in particolare i conflitti di
obiettivi che scaturiscono dalle elevate esigenze in materia di copertura dei servizi di
radiocomunicazione mobile, di conservazione intatta del paesaggio, di salvaguardia dell'aspetto degli
abitati e di massima protezione dalle radiazioni non ionizzanti. Nell'ambito dei lavori del progetto, gli
operatori della radiocomunicazione mobile, le autorità di esecuzione cantonali e comunali in materia di
RNI, la DCPA e le associazioni1 sono state interrogate sulla situazione attuale mediante un
questionario. In tale contesto è stato inoltre commissionato uno studio sulle questioni tuttora in
sospeso per quel che riguarda gli effetti biologici e le possibili ripercussioni per la salute delle
radiazioni ad alta frequenza. I risultati della presente analisi costituiscono la base per l'elaborazione
delle diverse opzioni d'intervento nel quadro del rapporto del Consiglio federale.
In Svizzera, la costruzione, l'ampliamento e il potenziamento delle reti di radiocomunicazione mobile
continuano a suscitare reazioni controverse. D'un canto, la maggioranza della popolazione e
dell'economia desidera una copertura di servizi mobili a banda larga capillare e di buona qualità.
D'altro canto, la costruzione di singole antenne è spesso oggetto di contestazioni.
Sebbene la forte crescita del traffico di dati renda necessario un costante sviluppo delle reti di
radiocomunicazione mobile, le risorse necessarie a tal fine restano limitate. Oltre a sufficienti
disponibilità in termini di risorse finanziarie e di frequenze, è di particolare importanza poter contare su
fondi adeguati per le radiazioni elettromagnetiche nonché su un numero sufficiente di siti idonei per le
antenne tale da consentire l'ampliamento delle reti di radiocomunicazione mobile.
Nelle zone in cui il traffico di dati è più intenso sarà inevitabile, a medio e lungo termine, un infittimento
delle reti per effetto dell'istallazione di ulteriori antenne in nuove ubicazioni.
L'unico effetto nocivo per l'uomo delle radiazioni ad alta frequenza che sia stato dimostrato da
inconfutabili prove scientifiche è il riscaldamento dei tessuti corporei a seguito dell'assorbimento delle
radiazioni. I valori limite di immissione fissati dall'ordinanza sulla protezione dalle radiazioni non
ionizzanti (ORNI) proteggono da questo pericolo. Sono stati poi condotti studi scientifici più o meno
attendibili che testimoniano l'esistenza di altri effetti biologici, non riconducibili al riscaldamento, dei
quali non si conoscono però le eventuali conseguenze per la salute, né tantomeno quali siano i valori
soglia quanto a durata e intensità delle radiazioni. Da un punto di vista scientifico non si possono
escludere eventuali rischi ed occorre pertanto agire con prudenza.
Dal punto di vista degli operatori, le direttive dell'ORNI e la loro applicazione giocano a sfavore di un
ampliamento rapido e efficiente delle reti di radiocomunicazione mobile, soprattutto dal punto di vista
tecnico ed economico, facendone lievitare i costi. I valori limite dell'impianto fissati dall'ORNI, definiti in
applicazione del principio di prevenzione, implicano rispetto ad altri Paesi europei un'ulteriore
riduzione della risorsa radiazione. Questa limitazione preventiva delle emissioni può rendere
necessaria l'istallazione di ulteriori antenne in nuovi siti; allo stesso tempo garantisce a tutti i soggetti
coinvolti la certezza del diritto per il pieno rispetto del principio di prevenzione sancito dalla legge sulla
1
Hanno presentato il proprio parere l'Associazione svizzera per la pianificazione nazionale (VLP-ASPAN), la Fondazione
svizzera per la tutela del paesaggio (FP), Medici per l'ambiente (AefU) e l'Associazione mantello contro l'elettrosmog in
Svizzera.
i
Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
protezione dell’ambiente. Dal canto proprio, le associazioni impegnate sul fronte della protezione dalle
radiazioni non ionizzanti ritengono che la limitazione preventiva delle emissioni di cui all'ORNI non sia
sufficiente.
I diversi strumenti di pianificazione e coordinamento per la pianificazione delle ubicazioni a
disposizione dei Comuni e dei Cantoni (pianificazione negativa / pianificazione positiva, modello a
cascata) possono determinare procedure di autorizzazione più lunghe e complesse, ma costituiscono
il fondamento affinché la pianificazione tenga conto delle esigenze della collettività, si diffonda nella
popolazione una maggiore accettazione e vi sia un ampio consenso sulle decisioni emesse dalle
autorità che rilasciano l'autorizzazione. Nel contempo non garantiscono in alcun modo che non vi
siano opposizioni a singoli impianti.
Gli impianti di radiocomunicazione mobile richiedono un'autorizzazione edilizia. La procedura di
autorizzazione assicura che, da una parte, siano tutelati i diritti e gli interessi dei soggetti direttamente
toccati dall'impianto e che, dall'altra, il richiedente goda della certezza del diritto. Questa procedura
richiede tempo e, dal punto di vista degli operatori della radiocomunicazione mobile, rende più
difficoltoso un veloce adeguamento delle reti alle mutate condizioni.
Stando a uno studio basato sull'elaborazione di un modello2 commissionato dagli operatori mobili, in
Svizzera la realizzazione e l'esercizio di una rete di radiocomunicazione mobile costa di più rispetto ai
Paesi limitrofi. I fattori che determinano costi più elevati rispetto agli Stati confinanti sarebbero le
specificità geografiche e topografiche della Svizzera, la regolamentazione sulle radiazioni non
ionizzanti e la procedura di autorizzazione per gli interventi edilizi, oltre al livello più elevato degli
stipendi e dei prezzi per l'energia e gli affitti.
2
http://www.asut.ch/de/publikationen/studien/doc_download/325-studie-pwc-mobile-network-cost-study
ii
Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Indice
1 Introduzione ................................................................................................................................ 1
1.1 Fabbisogno crescente ........................................................................................................... 1
1.2 Risorse .................................................................................................................................. 1
1.3 Importanza economica della radiocomunicazione mobile .................................................... 2
2 Struttura e funzionamento delle reti di radiocomunicazione mobile ........................................... 4
2.1 Basi ........................................................................................................................................ 4
2.2 Realizzazione delle reti di radiocomunicazione mobile in Svizzera ...................................... 7
2.2.1 Concorrenza a livello dell'infrastruttura ............................................................................ 7
2.2.2 Stato di sviluppo attuale ................................................................................................... 7
2.2.3 Capacità della rete: fabbisogno in aumento ..................................................................... 8
2.2.4 Aumento della capacità nelle reti esistenti ..................................................................... 11
3 Evoluzione tecnologica ............................................................................................................. 12
3.1 Tecnologia di rete ................................................................................................................ 12
3.2 Terminali mobili ................................................................................................................... 14
3.3 Servizi .................................................................................................................................. 15
3.4 Soluzioni per aumentare le capacità della rete ................................................................... 16
3.4.1 Miglioramento dell'efficienza spettrale ........................................................................... 16
3.4.2 Restringimento delle celle radio ..................................................................................... 16
3.4.3 WLAN ............................................................................................................................. 17
3.4.4 Tecniche di comunicazione tramite onde luminose ....................................................... 17
4 Effetti biologici e sulla salute delle radiazioni emesse dalla radiocomunicazione mobile ........ 19
4.1 Esposizione della popolazione ............................................................................................ 19
4.2 Conseguenze nocive note e provate scientificamente ........................................................ 19
4.3 Altri effetti biologici .............................................................................................................. 20
5 Condizioni quadro giuridiche per la costruzione e l'ampliamento della rete ............................ 23
5.1 Diritto delle telecomunicazioni ............................................................................................. 23
5.1.1 Concessioni di radiocomunicazione ............................................................................... 23
5.2 Diritto ambientale................................................................................................................. 24
5.2.6 Sistema di garanzia della qualità ................................................................................... 26
5.3 Diritto in materia edilizia e di pianificazione del territorio .................................................... 27
5.3.1 In generale ..................................................................................................................... 27
5.3.2 All'interno delle zone edificabili ...................................................................................... 27
5.3.3 Al di fuori delle zone edificabili ....................................................................................... 30
5.4 Diritto in materia di protezione della natura e del paesaggio (UFAM) ................................ 31
5.5 Procedura ............................................................................................................................ 32
5.6 Esperienze in materia di esecuzione .................................................................................. 32
5.7 Divergenze di obiettivi nella legislazione federale............................................................... 33
6 Confronto con l'Europa ............................................................................................................. 35
6.1 Procedure d'autorizzazione per le stazioni di base ............................................................. 35
6.1.1 Situazione nei paesi confinanti con la Svizzera ............................................................. 35
6.2 Valori limite di radiazione elettromagnetica ......................................................................... 41
7 Pareri degli ambienti interessati ............................................................................................... 44
7.1 Servizi cantonali e comunali specializzati in RNI ................................................................ 44
iiiReti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
7.2 Conferenza svizzera dei direttori delle pubbliche costruzioni, della pianificazione del
territorio e dell'ambiente (DCPA) ......................................................................................... 44
7.3 Operatori di radiocomunicazione mobile ............................................................................. 45
7.4 Associazione svizzera per la pianificazione nazionale ASPAN .......................................... 47
7.5 Fondazione svizzera per la tutela del paesaggio (FP) ........................................................ 47
7.6 Medici per l'ambiente........................................................................................................... 47
7.7 Associazione mantello contro l'elettrosmog in Svizzera e Liechtenstein ............................ 48
7.8 Riassunto............................................................................................................................. 48
8 Conclusioni ............................................................................................................................... 50
8.1 Aumento del traffico dati ...................................................................................................... 50
8.2 Risorse ................................................................................................................................ 50
8.3 Ampliamento della rete ........................................................................................................ 51
8.4 Sviluppo tecnologico ........................................................................................................... 51
8.5 Effetti delle radiazioni di radiocomunicazione mobile sulla salute ...................................... 51
8.6 Condizioni quadro normative e divergenze di obiettivi ........................................................ 52
8.7 Confronto con gli altri Paesi europei ................................................................................... 53
9 Allegato ..................................................................................................................................... 54
9.1 Abbreviazioni e acronimi ..................................................................................................... 54
ivReti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Tabelle
Tabella 1: Tipi di cella ........................................................................................................................... 6
Tabella 2: Volume di dati per categoria di servizio (fonte: UIT-R).................................................. 10
Tabella 3: Evoluzione degli standard di radiocomunicazione mobile .................................................... 13
Tabella 4: Efficienza spettrale media delle diverse tecnologie di radiocomunicazione mobile a livello di
sistema ........................................................................................................................................... 14
Tabella 5: Con quale grado di sicurezza un effetto biologico risulta dimostrato? ................................. 21
Tabella 6: Valori limite per le radiazioni in diversi Paesi europei e in Svizzera (stato aprile 2011).
Fonte: Studio comparativo del National Institute for public health and the environment dei Paesi
Bassi 42
Figure
Figura 1: Struttura e funzionamento di una rete di radiocomunicazione mobile ........................... 4
Figura 2: Struttura di rete composta di macro-, micro e picocelle .................................................. 5
Figura 3: irradiazione di un'antenna di radiocomunicazione mobile ............................................... 6
Figura 4: Sviluppo del traffico dati in base alla tipologia di servizio (Ericsson) ............................ 9
Figura 5: Utilizzo giornaliero medio di terminali mobili in base al luogo (ore al giorno) ............. 11
Figura 6: Evoluzione degli standard di radiocomunicazione mobile ..................................................... 13
vReti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
1 Introduzione
Il postulato Noser 12.3580 incarica il Consiglio federale di sottoporre al Parlamento un rapporto sulle
possibilità di sviluppo nel settore della radiocomunicazione mobile. In questa sede si dovrà valutare se
le condizioni quadro legali, segnatamente nei settori della pianificazione del territorio e della
protezione dell'ambiente, consentano di realizzare in tempo utile una moderna un'infrastruttura per la
radiocomunicazione mobile in Svizzera. Il Consiglio nazionale ha accolto il postulato in occasione
della sua seduta del 28 settembre 2012.
La presente analisi considera i fattori che influiscono in misura determinante sulla costruzione e
sull'ampliamento delle reti di radiocomunicazione mobile in Svizzera, evidenziandone i nodi
problematici e gli effetti. La riflessione affronta anche il conflitto che scaturisce dalla compresenza di
interessi divergenti, quali esigenze elevate in materia di copertura dei servizi di radiocomunicazione
mobile, di conservazione intatta del paesaggio, di salvaguardia dell'aspetto degli abitati e di massima
protezione dalle radiazioni non ionizzanti.
I risultati della presente analisi costituiscono la base per l'elaborazione del rapporto del Consiglio
federale.
1.1 Fabbisogno crescente
Ai giorni nostri i servizi dati sono sempre più richiesti. L'introduzione di piattaforme mobili di nuova
generazione (per es. i-OS, Android) e di accattivanti offerte di abbonamenti dati (talvolta anche in
combinazione con smartphone / laptop / netbook o tablet scontati) hanno fatto decollare, in
particolare, l'utilizzo di Internet su dispositivi mobili. A medio termine l'industria della
radiocomunicazione mobile prevede un'ulteriore impennata nell'utilizzo di servizi multimediali mobili
tanto nella sfera privata (ad es. video streaming, TV mobile, giochi) quanto nell'ambito commerciale.
La forte crescita della richiesta di questi servizi comporta il fatto che già oggi, nelle aree in cui il traffico
dati è più intenso, la rete sia talvolta sovraccarica, soprattutto durante i picchi di utilizzo. Per poter far
fronte all'aumento del traffico dati, gli operatori della radiocomunicazione mobile ampliano di continuo
le loro reti, ma le risorse disponibili a tale scopo restano comunque limitate.
1.2 Risorse
La costruzione e l'esercizio di una rete di radiocomunicazione mobile necessita di molteplici risorse
che, per motivi di diversa natura, sono limitate. Per gli operatori di rete la sfida è appunto quella di
riuscire a impiegare e gestire queste scarse risorse nel modo più efficiente possibile. A essere limitate
sono, in primo luogo, le frequenze, senza cui la comunicazione via etere sarebbe impossibile. Se
fossero concepite per un solo uso, le bande di frequenza assegnate dalle convenzioni internazionali
alla radiocomunicazione mobile risulterebbero del tutto insufficienti per il traffico dati mobile in
Svizzera. La zona di copertura viene pertanto suddivisa in tante celle di piccole o piccolissime
dimensioni, ognuna delle quali è servita da una propria stazione di radiocomunicazione (detta anche
stazione di base). Questa struttura cellulare consente un molteplice utilizzo delle frequenze.
La radiocomunicazione mobile necessita inoltre della radiazione elettromagnetica come mezzo di
trasporto per l'informazione. L'intensità della radiazione è limitata per due motivi: da un lato, essa può
raggiungere soltanto un certo livello di intensità, in modo da interferire il meno possibile con le altre
celle che utilizzano le stesse frequenze. Dall'altro lato, le radiazioni emesse da un singolo impianto di
trasmissione o antenna possono dover essere ridotte per rispettare le prescrizioni dell'ORNI.
Determinante è infatti il luogo a utilizzazione sensibile in prossimità dell'impianto di trasmissione in cui
il grado di esposizione alle radiazioni è più elevato. Se in questo luogo si raggiunge il valore limite
dell'impianto, allora non sarà più possibile aumentare la potenza di trasmissione e quindi la capacità
dell'impianto senza adottare ulteriori misure (per es. schermature; cambiamenti nella direzione di
irradiazione o nel diagramma d'emissione, aumento dell'altezza dell'antenna). La limitazione
preventiva delle emissioni prescritta dall'ORNI può dunque richiedere l'installazione di altre antenne in
nuove ubicazioni.
1/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
La terza risorsa è rappresentata dai siti per le antenne di trasmissione, anch'essi limitati, e ciò per
via delle esigenze tecniche della radiocomunicazione che rendono poche ubicazioni atte a questa
funzione. Il ventaglio dei siti idonei si restringe ulteriormente a causa degli interessi pubblici in gioco,
che si esplicano nei requisiti legali previsti dai Comuni in materia edilizia e di pianificazione del
territorio, e non da ultimo, per la riluttanza da parte dei proprietari dei fondi, talvolta anche dei Comuni
stessi, ad affittare i terreni o i tetti per l'istallazione di un impianto di trasmissione. Meno restrizioni
sono previste invece per i siti destinati a ospitare antenne di trasmissione a potenza molto ridotta.
Infine, la costruzione e l'esercizio di una rete di radiocomunicazione mobile richiedono considerevoli
risorse finanziarie. Soltanto per avvalersi del diritto di utilizzare le frequenze per un periodo di 15
anni, i tre operatori della rete hanno versato nel 2012 quasi un miliardo di franchi, cui vanno ad
aggiungersi i costi per la costruzione, l'ampliamento e l'esercizio delle reti.
1.3 Importanza economica della radiocomunicazione mobile
La radiocomunicazione e i servizi di dati mobili influenzano praticamente tutti i settori economici,
contribuiscono ad aumentare la produttività e costituiscono la base per nuovi settori commerciali e
modelli di produzione. Le elevate prestazioni delle tecnologie della comunicazione favoriscono inoltre
la competitività della Svizzera sul piano internazionale, rendendo più attrattiva la piazza economica
svizzera, ovviamente con tutti i vantaggi e gli svantaggi che ne derivano. A fronte del continuo
sviluppo tecnologico, si può presumere che il potenziale di crescita della produttività, da ricondurre
all'impiego delle tecnologie di radiocomunicazione mobile, è lungi dall'essere esaurito.
I settori economici responsabili della produzione di beni e servizi nel settore delle tecnologie
dell'informazione e della comunicazione (TIC) rivestono una grande importanza dal punto di vista del
potenziale di crescita nell'ambito dello sviluppo dell'economia nazionale. Nel 2009 il settore TIC ha
prodotto il 5,1 per cento del valore aggiunto reale del prodotto interno lordo (PIL)3.
Per quel che concerne gli effetti sull'economia globale, un'analisi di Waverman, Meschi e Fuss
(2005)4, condotta in 92 Paesi, giunge alla conclusione che, nei Paesi sviluppati, un aumento pari a 10
punti percentuali del tasso di penetrazione della radiocomunicazione mobile da ricondurre alla
telefonia vocale si traduce in una crescita del PIL pro capite di 0,3 punti percentuali 5. In Paesi come la
Svizzera, la penetrazione della radiocomunicazione mobile destinata a servizi vocali ha registrato, nel
frattempo, un incremento superiore al 100 per cento e ci si può aspettare che gli effetti positivi della
telefonia vocale sulla crescita economica si siano ampliamente concretizzati.
Per quanto concerne i servizi di dati mobili, uno studio della Deloitte6 del 2012 indaga gli effetti
sull'economia nazionale derivanti dalla maggiore diffusione e fruizione mobile di servizi Internet veloci
di terza generazione (3G)7. La conclusione dello studio è che, a livello di Paese, un passaggio del 10
per cento degli utenti da sistemi di seconda generazione (2G) a quelli di terza si traduce in una
3
Fonte Ufficio federale di statistica UST (documento disponibile in tedesco e francese):
http://www.bfs.admin.ch/bfs/portal/de/index/themen/16/04/key/approche_globale.indicator.30604.306.html?open=323,325#325
4
«The Impact of Telecoms on Economic Growth in Developing markets», The Vodafone Policy Paper Series (2), 2005,
pag. 10–23.
5
Per i Paesi in via di sviluppo lo studio identifica un effetto di crescita di due volte superiore.
6
What is the impact of mobile telephony on economic growth? – A report for the GSM Association:
http://www.gsma.com/publicpolicy/wp-content/uploads/2012/11/gsma-deloitte-impact-mobile-telephony-economic-growth.pdf
7
Per quantificare gli effetti sull'economia pubblica derivanti dalla diffusione degli accessi al servizio a banda larga mobile
(penetrazione) sono stati analizzati dati di 96 Paesi per il periodo 2008–2011.
2/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
crescita annua media di 0,15 punti del PIL pro capite. Utilizzando un campione di 14 Paesi, lo stesso
studio ha indagato gli effetti sull'economia del Paese correlati al grado di utilizzo individuale dei servizi
di dati mobili. L'analisi dei dati di questi Paesi rivela che il raddoppiamento dell'utilizzo medio per
utente di servizi dati determina un aumento di 0,5 punti percentuali del PIL pro capite. Fra gli stati in
rassegna, un'analisi effettuata su quelli paragonabili alla Svizzera dal punto di vista dello sviluppo
economico (tra cui i Paesi confinanti: Francia, Germania e Italia) svela che a un maggior grado di
utilizzo della radiocomunicazione mobile si accompagnano egualmente ulteriori incrementi del PIL pro
capite dello stesso ordine di grandezza.
L'ampliamento dell'infrastruttura di radiocomunicazione mobile non ha solo effetti economici positivi:
un impianto di radiocomunicazione mobile può comportare la perdita del valore venale degli immobili
situati nelle sue vicinanze. Non sono disponibili dati a livello nazionale che permettano di quantificare
l'entità di queste svalutazioni. Un sondaggio effettuato nel 2005 nella città di Zurigo ha evidenziato che
i conduttori di immobili sarebbero disposti a pagare canoni di affitto più elevati, per un importo annuo
di 30 milioni di franchi, per non dovere tollerare la presenza di un antenna di radiocomunicazione
mobile nel raggio di 150 metri dalla propria abitazione 8.
Anche il cambiamento nelle abitudini degli utenti può comportare ulteriori costi a scapito dell'economia
nazionale. Soprattutto fra i giovani sono stati diagnosticati casi di dipendenza dall'utilizzo di queste
nuove tecnologie. Da un'indagine condotta in tutte le regioni della Svizzera risulta che il 5 per cento
dei giovani fra i 12 e i 19 anni è da classificare come dipendente dal cellulare. La lotta a simili
dipendenze, sostengono gli autori dell'indagine, non potrà che ripercuotersi finanziariamente sul
sistema sanitario9.
8
Banfi S., Filippini M., Horehájovà A., Pióro D 2007: Disponibilità a pagare per il miglioramento della qualità ambientale nel
luogo di residenza. Studi sull'ambiente 17/07, UFAM, Berna.
9
Waller G. und Süss D. 2012: Handygebrauch der Schweizer Jugend. Zwischen engagierter Nutzung und Verhaltenssucht.
Scuola universitaria professionale delle Scienze applicate, Zurigo
http://www.emf.ethz.ch/fileadmin/redaktion/public/downloads/2_foerderung/dokumente_projekte/Waller_und_Suess_2012_Han
dygebrauch_der_Schweizer_Jugend.pdf
3/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
2 Struttura e funzionamento delle reti di radiocomunicazione
mobile
2.1 Basi
Le reti di radiocomunicazione mobile (GSM, UMTS, LTE) sono reti cellulari. In questo tipo di rete, la
zona di copertura della rete risulta suddivisa in tante celle radio adiacenti di dimensioni ridotte,
ciascuna servita da una stazione di base. Questa suddivisione permette di sfruttare al meglio il
numero limitato di frequenze di radiocomunicazione disponibili.
Figura 1: Struttura e funzionamento di una rete di radiocomunicazione mobile10
Linea telefonica
Microcelle
Stazione di base
Centrale di commutazione
Telefono cellulare
Telefono veicolare
Cella radio
Una rete di radiocomunicazione mobile deve essere in grado di erogare il servizio agli utenti
ininterrottamente, sia in condizioni di utilizzo stazionario sia in movimento, anche sui treni Intercity che
raggiungono velocità di 200 km orari. Affinché le conversazioni e i dati possano essere trasferiti senza
interruzioni da una cella all'altra, le zone di copertura delle singole celle radio devono sovrapporsi.
La quantità di dati che ciascuna antenna può trasferire contemporaneamente è limitata. La
dimensione della cella radio dipende pertanto da quello che si prevede essere il numero di utenti e il
volume di dati, nonché dalla topografia. La maggior parte degli impianti di trasmissione si concentra
dunque nelle città e nei Comuni dove, in spazi limitati, è maggiore il numero di utenti dei servizi mobili.
Le dimensioni delle aree servite dalle stazioni di base possono variare: il diametro di una cella può
andare da diversi chilometri nelle aree rurali a meno di 100 metri in quelle urbane. Maggiore è il
fabbisogno di servizi dati e vocali mobili, più devono essere piccole le dimensioni delle celle e dunque
fitta la rete di trasmissione. Celle di dimensione ridotta richiedono in linea di massima una minore
potenza di trasmissione delle antenne e dei terminali mobili, poiché il raggio di copertura è inferiore.
Inoltre un'architettura cellulare a più livelli consente di aumentare ulteriormente la capacità di
trasmissione (cfr. fig. 2).
10
Fonte: http://www.bafu.admin.ch/publikationen/publikation/01510/index.html?lang=it
4/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Figura 2: Struttura di rete composta di macro-, micro e picocelle11
La qualità del servizio di radiocomunicazione mobile in un'area geografica si descrive in termini di
copertura e capacità. La copertura indica sostanzialmente la presenza del segnale, la capacità
fornisce anche informazioni sulla velocità di trasferimento dei dati, ossia sul volume di dati che può
essere trasmesso in un secondo. La copertura è indipendente dal numero di utenti che utilizzano
contemporaneamente la rete, mentre la capacità normalmente garantita in una cella radio deve
essere spartita tra tutti gli utenti che fruiscono del servizio nello stesso momento.
Le antenne collocate su edifici e torri sono destinate alle macrocelle che, in linea di massima, servono
a garantire sia la copertura sia la trasmissione di un certo volume di dati in una zona e sono importanti
soprattutto per gli utenti che si spostano velocemente. Nelle aree urbane, in cui il flusso di dati è
elevato, entrano in gioco anche le microcelle. Per assicurare un certo livello di prestazioni all'interno
degli edifici si ricorre infine anche alle pico- e alle femtocelle. Un servizio di radiocomunicazione
mobile di qualità è il risultato di una combinazione di macro, micro e picocelle.
11
Fonte: UIT
5/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Tabella 1: Tipi di cella12
Tipo di cella Raggio di copertura usuale Tipo di copertura
macrocella 2 – 30 km Copertura di grandi superfici,
esterna agli edifici
microcella 200 m – 2 km Copertura di grandi superfici,
esterna agli edifici
picocella fino a 200 m All'interno degli edifici, zone
pubbliche
femtocella fino a 20 m All'interno degli edifici,
abitazioni private ed edifici
commerciali
Per una copertura mirata di un'area geografica precisa, le antenne di radiocomunicazione mobile non
emettono un segnale uniforme in tutte le direzioni, bensì se ne sfrutta la cosiddetta caratteristica
direzionale, come illustrato dalla figura seguente.
Figura 3: irradiazione di un'antenna di radiocomunicazione mobile
Le antenne di radiocomunicazione mobile sono collocate all'interno o sul confine delle celle radio che
servono. Più la distanza tra antenna e terminale mobile è elevata, più il segnale emesso dall'impianto
e quello del telefono cellulare devono essere potenti. Ogni impianto di trasmissione emette un segnale
permanente, riconoscibile da un terminale, che può così stabilire il collegamento alla rete. Il terminale,
infine, in un intervallo che va da alcuni minuti a qualche ora, a seconda dell'operatore di rete e del tipo
12
Fonte: Study on Impact of traffic off-loading and related technological trends on the demand for wireless broadband spectrum;
wik/AEGIS, ISBN 978-92-79-30575-7; pag. 21.
6/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
di mobilità, emette un breve segnale per indicare che è attivo. In tal modo, la rete sa sempre in quale
cella radio si trovi l'utente, nonché il suo eventuale spostamento, indicato dal cambiamento di cella.
2.2 Realizzazione delle reti di radiocomunicazione mobile in Svizzera
2.2.1 Concorrenza a livello dell'infrastruttura
Nel messaggio concernente la revisione della legge sulle telecomunicazioni (LTC) del 10 giugno
199613 il legislatore ha sottolineato l'importanza della concorrenza a livello di infrastruttura per
promuovere servizi di telecomunicazione convenienti, di qualità elevata e competitivi e lo ha ribadito
nell'ambito dell'ultima revisione della legge (2007). Sulla base delle disposizioni di legge, la
Commissione federale delle comunicazioni (ComCom) attribuisce le concessioni di
radiocomunicazione mobile con l'obbligo di utilizzare la propria infrastruttura di rete per prestare tali
servizi. L'ultima attribuzione ha avuto luogo nel 2012 e si è svolta sotto forma di asta. Nell'ambito di
questa procedura, i diritti di utilizzazione per tutte le frequenze di radiocomunicazione mobile
disponibili sono stati assegnati ad Orange, Sunrise e Swisscom sino alla fine del 2028.
Per i clienti al dettaglio, gli effetti positivi della concorrenza infrastrutturale nel settore della
radiocomunicazione mobile sono indiscutibili. In Svizzera, infatti, la clientela può contare su un
servizio di qualità, su prestazioni innovative e sulla rapidità nell'introduzione di nuove tecnologie.
Anche se il livello dei prezzi in Svizzera è piuttosto elevato rispetto al resto dell'Europa, la concorrenza
tra i tre operatori mobili porta comunque a continui abbassamenti di prezzo per i clienti al dettaglio. In
aggiunta, gli effetti positivi per l'economia pubblica sono da ricondurre in larga parte proprio al buon
funzionamento della concorrenza (cfr. punto 1.3).
Per la radiocomunicazione mobile è evidente che la concorrenza a livello di infrastruttura porti
all'aumento del numero di antenne, che comunque deturpano il paesaggio, e nel complesso a una
maggiore emissione di radiazioni. Queste correlazioni non sono tuttavia proporzionali: la presenza di
tre reti di radiocomunicazione mobile non fa di per sé triplicare i siti delle antenne o del carico di RNI.
Lo sviluppo della rete non si realizza soltanto aumentandone l'estensione o la capillarità ma
soprattutto rendendo possibile l'aumento del volume dei dati. Mentre una copertura capillare non può
prescindere da un determinato numero di antenne, e pertanto conduce a un aumento dell'esposizione,
dovuto all'esercizio permanente del canale di radiocomunicazione che permette il riconoscimento della
rete14, il numero di siti delle antenne, in sostanza, è determinato direttamente dal numero di clienti e
dall'intensità di utilizzo. Nella trasmissione di grandi volumi di dati, il numero di reti di
radiocomunicazione mobile influisce marginalmente sul livello di radiazioni e sul numero di ubicazioni
delle antenne.
2.2.2 Stato di sviluppo attuale
Attualmente le reti dei tre operatori della radiocomunicazione mobile GSM coprono il 100 per cento
della popolazione e l'87 per cento del territorio svizzero. Sino al 2011, con la tecnologia UMTS erano
serviti circa il 92 per cento della popolazione e il 61 per cento della superficie 15. La tecnologia di ultima
generazione LTE raggiunge già oggi ben il 94 per cento circa della popolazione, con stazioni di
ricetrasmissione ubicate su un totale di 15 653 siti; questa infrastruttura è composta per il 37 per cento
da microcelle con una potenza di trasmissione inferiore a 6 W (stato: 12.09.2013). Allo stato attuale gli
operatori delle reti mobili svizzere segnalano già situazioni di sovraccarico e problemi di capacità delle
reti, che, nelle ore di punta, si verificano nei centri commerciali e nelle stazioni delle grandi città, ma
13
FF 1996 III pag. 1310 seg.
14
Affinché i terminali possano riconoscere la rete di radiocomunicazione mobile, ogni cella emette un segnale permanente, che
determina un dato grado di radiazioni anche quando il traffico sulla rete è praticamente assente. Al crescere di quest'ultimo, la
potenza di trasmissione dipende principalmente dal volume di dati da trasmettere.
15
Statistica ufficiale sulle telecomunicazioni 2011, pag. 20.
7/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
sempre di più anche nei centri regionali e nelle zone turistiche, ostacolando il normale svolgimento del
traffico dati. Nonostante questo, la Svizzera spicca a livello internazionale per la qualità delle sue reti
di radiocomunicazione mobile, come evidenzia in particolare la rivista specializzata Connect che,
nell'ambito dell'indagine annuale condotta sulle reti 16 tedesche, austriache e svizzere, ha sempre
assegnato a quelle svizzere una buona o un'ottima posizione.
2.2.3 Capacità della rete: fabbisogno in aumento
Dal 2008 al 2011, in Svizzera il volume complessivo del traffico dati mobile è aumentato di 14 volte 17.
Stando alle stime degli operatori svizzeri, nei prossimi 5–10 anni l'aumento sarà dell'ordine delle 10,
perfino 20 volte. Secondo la tendenza attuale, i volumi di dati raddoppiano all'incirca ogni anno. Per
citare un esempio, nel quarto trimestre del 2012 Swisscom ha registrato una crescita ben del 120 per
cento rispetto allo stesso trimestre dell'anno precedente 18. Non si può prevedere, ad oggi, quando
questo sviluppo subirà un arresto. Questa tendenza è alimentata dal numero crescente di terminali e
dalla diffusione massiccia di applicazioni e servizi ad elevato traffico di dati, come la trasmissione di
video in streaming (il servizio video in diretta richiede da solo più del 50 per cento dell'intero volume
dei dati e la sua diffusione è in crescita 19), e il mobile cloud (cfr. a questo proposito anche il capitolo
3.3) tramite smartphone e tablet. La crescita della domanda è favorita anche dall'introduzione di piani
tariffari tutto incluso (flat rate), in particolare per il traffico dati mobile.
Queste stime appaiono plausibili anche sulla base delle previsioni di crescita dei volumi di dati a livello
internazionale. Stando a uno studio pubblicato da Cisco, dal 2011 al 2016 la richiesta di dati mobili
crescerà globalmente di 18 volte20. Uno studio di Ericsson prevede che su scala mondiale, entro il
2019, il fabbisogno mensile in termini di capacità di trasmissione supererà i 13 138 Exabytes (=
13 138 miliardi di Gigabytes).21
16
http://www.connect.de/netztest/
17
Statistica ufficiale sulle telecomunicazioni
(http://www.bakom.admin.ch/dokumentation/zahlen/00744/00746/index.html?lang=it)
18
Rapport annuel 2012, Swisscom
19
Cisco Virtual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2012–2017, 2013
20
http://www.gsma.com/spectrum/wp-content/uploads/2012/06/Dr_Robert-_Pepper_Cisco_Public_Policy-
Forum_Data_Demand.pdf
21
http://www.ericsson.com/mobility-report
8/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Figura 4: Sviluppo del traffico dati in base alla tipologia di servizio (Ericsson)
La tabella sottostante presenta i volumi di dati medi per i servizi multimediali mobili. Occorre tenere
presente che si tratta di dati empirici, che possono dunque variare a seconda della tecnologia
impiegata (ad es. tipo di codifica vocale o video). Anche il comportamento di consumo individuale può
determinare degli scostamenti rispetto ai valori indicati.
9/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Servizio Volume dati
Telefonia vocale (3 min.) 0,4 MByte
Videotelefonia/
20 MByte
Videoconferenza (3 min.)
TV mobile (120 min.) 1,5 GByte
E-mail 0,02 MByte
Navigazione Internet (60 min.) 26 MByte
Messaggistica istantanea (60 min.) 0,013 MByte
Video clip (4 min.) 50 MByte
Brano musicale MP3 (4 min.) 8 MByte
Software per videogiochi 800 MByte
Trasferimento di un documento 1,5 MByte
Trasferimento di una foto digitale / MMS 1 MByte
Applicazione e-Health 4,6-120 MByte
Tabella 2: Volume di dati per categoria di servizio (fonte: UIT-R)
La radiocomunicazione mobile è impiegata in una miriade di situazioni e contesti, che si differenziano
in base al luogo in cui si trova l'utente e alla velocità con cui si sposta. Queste due dimensioni hanno
delle conseguenze sull'infrastruttura necessaria per il trasporto dei dati: per quanto riguarda l'aspetto
della mobilità, la velocità può essere nulla o raggiungere i 200 km/h su un treno Intercity. Vale la pena
precisare che, con il termine nomade ci si riferisce agli utenti che si collegano alla rete da luoghi
diversi, ma che durante il collegamento sono stazionari, cioè restano praticamente immobili. Per
quanto concerne il luogo, invece, bisogna operare una distinzione tra gli spazi aperti e quelli all'interno
di edifici, o più generalmente i luoghi chiusi. Se si considera la durata di utilizzo tipica si può supporre
che la gran parte del trasferimento dati mobile avvenga in condizioni quasi stazionarie all'interno di
edifici (cfr. fig. 5).22
22
Cisco Internet Business Systems Group (2012), Stuart Taylor and Andy Young, The New World of SP Wi-Fi: Cisco IBSG
Research Uncovers What U.S. Consumers Want from Wi-Fi and Mobile.
10/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Figura 5: Utilizzo giornaliero medio di terminali mobili in base al luogo (ore al giorno)
2.2.4 Aumento della capacità nelle reti esistenti
La crescita massiccia del fabbisogno di trasmissione in mobilità, descritta al punto 2.2.3, richiederà un
corrispondente aumento di capacità delle reti di radiocomunicazione. Anche nelle aree che
dispongono già di una buona copertura sarà necessario ampliare e potenziare gli impianti esistenti e
edificarne di nuovi. Nei prossimi 5-10 anni gli operatori di telefonia mobile svizzeri contano di installare
circa 6120 nuovi impianti. L'ampliamento è condotto in modo mirato dove è necessario aumentare la
capacità, seguendo due direzioni principali di sviluppo: negli impianti preesistenti la capacità può
essere aumentata con l'introduzione della tecnologia 4G/LTE. Grazie all'utilizzo ottimale dello spettro
di frequenze, a parità di potenza di trasmissione è possibile una maggiore velocità di trasmissione. A
condizione che l'ORNI ammetta una potenza di trasmissione più elevata, gli impianti esistenti possono
essere integrati con ulteriori bande di frequenza. In molti impianti, l'introduzione della tecnologia
4G/LTE avviene in prima battuta trasferendo la potenza di trasmissione in bande di frequenza più
basse. In tutti quei casi in cui questo tipo di ampliamento non è possibile, non è sufficiente o se non vi
sono più frequenze libere, la rete deve essere infittita installando nuovi impianti. Macrocelle,
microimpianti, picocelle e femtocelle non sono in concorrenza tra loro, anzi, vengono impiegate in
modo complementare. L'ampliamento e il potenziamento della rete avvengono contemporaneamente
a tutti i livelli, al fine di garantire la copertura desiderata nel modo più efficiente possibile (cfr. punto
2.1). Una maggiore densità di antenne nelle aree urbanizzate è una necessità imprescindibile a medio
e lungo termine.
11/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
3 Evoluzione tecnologica
3.1 Tecnologia di rete
In principio, le reti di radiocomunicazione mobile erano destinate principalmente alla telefonia vocale e
alla trasmissione di messaggi di testo. Dopo la disattivazione delle reti radiomobili analogiche (Natel
A, B e C) si è imposto l'uso esclusivo della tecnologia GSM. Per i servizi dati mobili all'inizio veniva
impiegata la tecnologia GPRS basata su GSM, che tuttavia permetteva solo ampiezze di banda molto
limitate; in seguito la trasmissione è stata ottimizzata grazie alla tecnologia EDGE. L'avvento della
radiocomunicazione dati mobile è legato all'introduzione dello standard UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System) nel 2002, che consentiva velocità di trasmissione fino a 2 MBit/s
(tipicamente 384 KBit/s). L'UMTS opera con la procedura d’accesso al canale WCDMA (Wideband
Code Division Multiple Access) con larghezza di banda del canale di 5 MHz.
L'evoluzione successiva del sistema UMTS è la tecnologia UMTS/HSPA (High Speed Packet Access).
Il livello fisico UMTS/HSPA corrisponde esattamente a quello UMTS (larghezza di banda del canale,
procedura d'accesso ai canali, potenza di trasmissione ecc.). Grazie a una migliore gestione delle
risorse e a una modulazione ottimizzata però l'UMTS/HSPA consente velocità di trasmissione fino a
14,4 MBit/s (downlink) e 5,7 MBit/s (uplink). Il sistema UMTS/HSPA permette dunque, a pari larghezza
di canale e intensità delle radiazioni, una velocità di trasmissione notevolmente più elevata che con
l'UMTS. L'UMTS/HSPA+ rappresenta un'ulteriore evoluzione che permette attualmente di raggiungere
velocità sino ai 28 MBit/s. La tecnologia UMTS/HSPA+ oggigiorno gestisce la maggior parte del
traffico di dati nelle reti di radiocomunicazione mobile.
Aggregando 2 canali da 5 MHz ciascuno per ogni collegamento (dual carrier) e ricorrendo a sistemi di
antenne multiple (MIMO - Multiple Input Multiple Output), nel prossimo futuro la velocità di
trasmissione massima dell'UMTS/HSPA+ potrà essere aumentata sino a 84 MBit/s. Teoricamente,
con questa tecnica si potrebbero aggregare fino a 4 canali da 5 MHz ciascuno per un collegamento,
che permetterebbero di raggiungere una velocità dati massima di 168 MBit/s. Nel nostro Paese questa
opzione non sarà implementata, perché la nuova tecnologia di radiocomunicazione mobile LTE
appare più appropriata per velocità di trasmissione così elevate (cfr. sotto).
Da novembre 2012 è in corso la realizzazione delle reti ad altissima velocità LTE (Long Term
Evolution), una tecnologia di trasmissione innovativa, completamente diversa dall'UMTS, basata sulla
procedura d'accesso al canale OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Questa
tecnica permette un adattamento ottimale delle risorse in termini di frequenze al canale di
radiocomunicazione. Nella tecnologia LTE i sistemi di antenne multiple (MIMO) rappresentano
componenti essenziali dello standard: grazie alla modulazione radio di tipo OFDMA possono essere
implementati molto più facilmente rispetto alle precedenti tecnologie UMTS. La LTE impiega diverse
bande di frequenza da 1,4 MHz fino a 20 MHz. Normalmente sulle reti LTE saranno possibili velocità
di trasmissione di 100 MBit/s e tempi di reazione molto più ridotti, anche se le velocità di trasmissione
massime sono ancora più elevate. Al giorno d'oggi, il 94 per cento circa della popolazione svizzera ha
accesso a una rete LTE nel proprio luogo di residenza. L'ampliamento delle tecnologie HSPA+ e LTE
sta avanzando in modo costante. Lo sviluppo va in direzione di un miglioramento della modulazione e
di larghezze di banda più elevate tramite carrier aggregation e tecniche con antenne multiple (MIMO).
Il ricorso alla carrier aggregation nella tecnologia LTE-Advanced permette di combinare canali della
stessa banda di frequenza o di bande diverse per un collegamento radiomobile. Per esempio, per un
utente possono essere integrati canali nella banda dei 900 MHz con canali nella banda dei 2 GHz,
una soluzione che permette maggiori larghezze di banda e velocità di trasmissione più elevate, fino a
100 MHz per utente.
La figura seguente mostra l'evoluzione temporale dello standard di radiocomunicazione mobile sulla
base delle velocità di trasmissione massime teoriche in uplink (UL) e downlink (DL). Gli anni si
riferiscono alla data in cui una tecnologia è stata messa a punto; la realizzazione delle reti avviene di
12/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
solito 2–3 anni dopo. L'organizzazione 3GPP (3rd Generation Partnership Project) rappresenta l'ente
di standardizzazione mondiale per la radiocomunicazione mobile.
Figura 6: Evoluzione degli standard di radiocomunicazione mobile
Velocità di Velocità di
Standard 3GPP trasmissione trasmissione
Particolarità
(Release) massima in downlink massima in uplink
(DL) (UL)
UMTS Release 99 2 Mbit/s 385 kBit/s QPSK
HSPA Release 6 14.4 MBit/s 5.76 MBit/s 16 QAM / 16 QAM
21.6 MBit/s 11.5 MBit/s 16 QAM / 16 QAM
HSPA+ Release 7
16 QAM / 16 QAM
28.0 MBit/s 11.5 MBit/s
2 x 2 MIMO
64 QAM / 16 QAM
HSPA+ Release 8 42.2 MBit/s 11.5 MBit/s
2 x 2 MIMO
64 QAM / 16 QAM
HSPA+ Release 9 84.4 MBit/s 23 MBit/s 2 x 2 MIMO
2 x 5 MHz
64 QAM / 16 QAM
168.8 MBit/s 23 MBit/s 2 x 2 MIMO
HSPA+ Release 10 2 x 20 MHz
337.5 Mbit/s 23 MBit/s -
16 QAM, 2 x 2 MIMO,
LTE Release 8 172.8 MBit/s 57.6 MBit/s
20 MHz
16 QAM, 4 x 4 MIMO,
LTE Release 9 326.4 MBit/s 86.4 MBit/s
20 MHz
LTE Release 10 16 QAM, 8 x 8 MIMO,
1 GBit/s 500 MBit/s
(LTE Advanced) 100 MHz
Tabella 3: Evoluzione degli standard di radiocomunicazione mobile
13/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
Le velocità di trasmissione massime teoriche di cui sopra sono possibili soltanto in presenza di
condizioni di trasmissione ottimali e non sono raggiungibili ovunque all'interno di una cella. Più
significativo risulta quindi il valore dell'efficienza spettrale media all'interno di una cella. L'efficienza
spettrale media (tabella 4) è la somma delle velocità di trasmissione di tutti gli utenti attivi nell'intera
cella (in bits/s), suddivisa per tutta la larghezza di banda che la tecnologia ha a disposizione nell'intera
rete (in Hz). Rispetto ai valori forniti nella tabella, ai margini della cella l'efficienza spettrale si riduce
molto, mentre è assai più elevata in prossimità della stazione di base. La tecnologia LTE utilizza lo
spettro con un'efficienza circa 30 volte superiore a quella della tecnologia GSM.
Efficienza spettrale media
Tecnologia
[bit/s/Hz]
GSM 0,04
EDGE (GSM) 0,09
UMTS 0,2
UMTS HSPA 0,4
UMTS/HSPA+ 0,72
LTE 1,2
LTE-Advanced 2,2 *)
Osservazioni: *) Report UIT-R M.2134
Tabella 4: Efficienza spettrale media delle diverse tecnologie di radiocomunicazione mobile a
livello di sistema
Un approccio molto promettente per i futuri sistemi di radiocomunicazione mobile è l'introduzione di
reti eterogenee (heterogeneous networks), ossia l'integrazione di celle supplementari a bassa potenza
(hotspots) che operano sulla stessa frequenza all'interno di una macrocella a copertura capillare nelle
aree a traffico elevato. In questo modo si riduce nettamente il lavoro della macrocella. Dato che le due
strutture delle celle operano sulla stessa frequenza, è necessario mettere in atto diverse tecniche per
limitare le interferenze. Per esempio la macrocella può ridurre drasticamente la potenza di
trasmissione per un breve periodo, lasciando così agli hotspot la capacità necessaria. Anche le
tecniche che impiegano antenne multiple (MIMO) sono costantemente migliorate. In questo caso
vengono utilizzate più antenne nella stazione di base e nel terminale. Su ciascuna antenna possono
essere trasmessi e ricevuti contemporaneamente flussi di dati diversi. Alla ricezione i segnali possono
essere nuovamente separati grazie a complessi algoritmi. Raddoppiando il numero di antenne sia per
la trasmissione che per la ricezione, teoricamente si potrebbe raddoppiare la velocità di trasmissione
mantenendo costanti sia la potenza di trasmissione, sia la larghezza di banda disponibili. In alternativa
con le tecniche MIMO, invece di aumentare la velocità di trasmissione, si può migliorare la qualità del
collegamento radio e aumentare il raggio della cella. Allo stato attuale, lo standard prescrive per la
LTE due antenne di ricezione nel terminale, mentre già la LTE-advanced ne impiegherà quattro.
L'introduzione di nuove tecnologie e standard ha come principale obiettivo l'aumento delle capacità di
trasmissione dei sistemi di radiocomunicazione mobile. Migliorando le tecniche di modulazione, fino a
oggi, è stato possibile utilizzare in modo molto più efficiente lo spettro, ma l'aumento dell'efficienza
spettrale ha un limite teorico e in futuro non ci si possono aspettare ancora considerevoli
miglioramenti a livello fisico. Un certo potenziale di miglioramento è però ancora presente a livello di
sistema, in particolare nella pianificazione, nella gestione e nella realizzazione delle reti di
radiocomunicazione mobile (gerarchie delle celle), nonché nell'utilizzo dei sistemi di antenne multiple
(MIMO).
3.2 Terminali mobili
Un tempo i telefoni cellulari erano destinati a supportare principalmente i servizi GSM di telefonia
vocale e di SMS. L'impiego di servizi di dati mobili basati su GPRS, EDGE e UMTS, fatto salvo il
settore commerciale (Nokia Communicator, Blackberry), in principio era marginale. In seguito
14/55Reti mobili di nuova generazione: analisi della situazione
all'avvento di strumenti innovativi come l'iPhone (2007) e l'iPad (2010) la connettività a Internet tramite
smartphone e tablet ha conosciuto un'enorme diffusione. Quasi il 60 per cento degli Svizzeri possiede
attualmente uno smartphone, il 27 per cento un moderno computer portatile. Secondo le previsioni
della ditta specializzata in ricerche di mercato Gartnerm, a partire dal 2017 le vendite globali dei tablet
sorpasseranno quelle dei computer tradizionali. 23 Al fianco degli strumenti di Apple basati sul sistema
operativo iOS, anche il sistema operativo Android sviluppato da Google è ormai ampiamente diffuso
su smartphone e tablet. Allo stesso modo, Windows Mobile cerca di ritagliarsi la propria fetta di
mercato. Quello che ci si può ancora aspettare dai terminali mobili del futuro è un ulteriore aumento
della potenza dei processori, delle capacità di memoria e delle prestazioni delle batterie. Dal punto di
vista dell'utilizzabilità di questi apparecchi, dopo il comando tattile si prevedono ulteriori progressi nelle
possibilità di comando senza contatto (per esempio il comando vocale, visivo). A medio e lungo
termine, la tastiera tradizionale sembra essere destinata a perdere d'importanza, per lo meno nell'area
europea. Oltre a tablet e smartphone per utilizzi universali, in futuro saranno disponibili altri
apparecchi, specializzati per funzione, nell'ambito delle applicazioni machine-to-machine (M2M) e del
cosiddetto Internet degli oggetti Internet of Things (IoT) (cfr. al proposito il punto 3.3 seguente).
Quanto più vicina è la stazione di base su cui si appoggia un terminale mobile, tanto più bassa è la
potenza di trasmissione necessaria per l'esercizio. Le reti di radiocomunicazione mobile a maggiore
densità di antenne provocano dunque una minore esposizione alle radiazioni per gli utenti e
permettono inoltre di consumare di meno le batterie dei terminali. La stesso vale per l'utilizzo di
terminali mobili all'interno degli edifici e negli autoveicoli. Se la copertura del servizio di
radiocomunicazione mobile all'interno degli edifici è realizzata tramite antenne che si trovano
anch'esse all'interno, la potenza di trasmissione necessaria per stabilire il collegamento con i terminali
è molto ridotta, in quanto la radiazione non ha bisogno di attraversare alcuna barriera.
3.3 Servizi
Come già menzionato nell'introduzione, i servizi dati mobili non sono più destinati principalmente alle
comunicazioni vocali ma piuttosto ai servizi basati su IP, la trasmissione in streaming di dati
audiovisivi, la condivisione di file, il download / upload di software, la navigazione su Internet e le reti
sociali. Questa tendenza, alimentata dalla crescente diffusione di servizi cloud mobili, è destinata a
proseguire. Le soluzioni di tipo cloud, la nuvola informatica, consentono di elaborare e salvare i dati
non più su terminali mobili ma su server Internet (server cloud). Applicazioni come iTunes Match di
Apple consentono infatti di non salvare più i brani musicali in modo permanente su un terminale, ma di
ascoltarli in streaming al momento desiderato, sul terminale impiegato in quel momento a partire da
un server della cosiddetta nuvola informatica. In questo stesso modo si possono guardare film e video
salvati sui server Internet o archiviare e gestire documenti e album di foto (ad es. iCloud, Fotostream).
L'accesso a servizi di dati mobili su smartphone e tablet avviene per ora principalmente tramite
applicazioni native, ossia programmi sviluppati appositamente per un sistema operativo (iOS, android,
windows mobile). Si tratta di applicazioni autonome, programmate in Java, C++ o Objective-C e
installate in modo fisso su un terminale mobile. Le applicazioni native sono di norma disponibili
soltanto presso gli appositi negozi (app-store). In futuro, le applicazioni basate su HTML5 saranno
l'alternativa: queste cosiddette applicazioni web potranno essere eseguite su qualsiasi tipo di sistema
operativo mobile, senza bisogno di speciali adattamenti in base all'apparecchio o al sistema (saranno
indipendenti dalla piattaforma). Funzioneranno tramite un programma di navigazione (browser) del
terminale come pagine web mobili dotate di un ventaglio di funzioni ampliato. Già adesso molti
browser su terminali mobili (ad es. Chrome, Firefox, Safari) supportano in una certa misura
l'implementazione di applicazioni web basate su HTML5.
23
http://www.gartner.com/newsroom/id/2408515
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